Question

2．如圖所示電路中，電源電壓保持不變，定值電阻R₁=10Ω，滑動(dòng)變阻器R₂的最大電阻為20Ω．閉合開關(guān)，當(dāng)變阻器滑片P位于中點(diǎn)時(shí)，滑動(dòng)變阻器R₂消耗的功率為0.9W．
試求：
（1）當(dāng)變阻器滑片P位于中點(diǎn)時(shí)，電路中的電流；
（2）電源電壓U；
（3）當(dāng)滑片P滑至最右端時(shí)，通電10s整個(gè)電路消耗的電能．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)變阻器滑片P位于中點(diǎn)時(shí)，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和P=I²R表示出R₂消耗的功率即可求出電路中的電流；
（2）根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電源的電壓；
（3）當(dāng)滑片P滑至最右端時(shí)，根據(jù)電阻的串聯(lián)和W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t求出通電10s整個(gè)電路消耗的電能．

解答 解：（1）當(dāng)變阻器滑片P位于中點(diǎn)時(shí)，
因串聯(lián)電路中各處的電流相等，
所以，由P=I²R可得，電路中的電流：
I=$\sqrt{\frac{{P}_{2}}{\frac{{R}_{2}}{2}}}$=$\sqrt{\frac{0.9W}{\frac{20Ω}{2}}}$=0.3A；
（2）因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，
所以，由I=$\frac{U}{R}$可得，電源的電壓：
U=I（R₁+$\frac{{R}_{2}}{2}$）=0.3A×（10Ω+$\frac{20Ω}{2}$）=6V；
（3）當(dāng)滑片P滑至最右端時(shí)，R₂接入電路中的電阻最大，
通電10s整個(gè)電路消耗的電能：
W=$\frac{（6V）^{2}}{10Ω+20Ω}$×10s=12J．
答：（1）當(dāng)變阻器滑片P位于中點(diǎn)時(shí)，電路中的電流為0.3A；
（2）電源電壓為6V；
（3）當(dāng)滑片P滑至最右端時(shí)，通電10s整個(gè)電路消耗的電能為12J．

點(diǎn)評 本題考查了串聯(lián)電路的特點(diǎn)和歐姆定律、電功率公式、電功公式的應(yīng)用，是一道較為簡單的應(yīng)用題．